[发明专利]一种基于SOI和电铸技术的金属纳米线阵及其制备方法

摘要

本发明提供一种基于绝缘硅(SOI)和电铸技术的金属纳米线阵及其制备方法，该金属纳米线阵的各金属线之间由掺杂硅介质材料填充，其制备流程包括：选取SOI，并在其上下表面各沉积一层氮化硅薄膜；采用光刻及干法刻蚀，在SOI下底面氮化硅膜层上制作一个开口，露出体硅表面；采用氢氧化钾湿法腐蚀，以氮化硅为掩蔽层将露出的体硅表面腐蚀完毕，露出二氧化硅表面；在SOI的上表面涂覆光刻胶，通过光刻和刻蚀制作纳米通孔；将具有纳米通孔的SOI器件电铸，获得掺杂硅包裹的金属线条；采用干法刻蚀将氮化硅去除，并用氢氟酸溶液去除二氧化硅，完成金属纳米线阵的制备。本发明不易损伤，且采用SOI片进行制作，避免了掺杂不均、掺杂层厚度难控制等缺点。

主权项

一种基于SOI和电铸技术的金属纳米线阵的制备方法，其特征在于：该方法的步骤如下：步骤(1)选择双面抛光的SOI基片，将表面清洗干净；步骤(2)在SOI的硅表面和掺杂硅表面分别沉积一层厚度为400～600nm的氮化硅薄膜；步骤(3)在SOI下底面的氮化硅膜层上均匀涂覆一层厚度为1～2μm的光刻胶，光刻制作出腐蚀的开口区，并置于烘箱或热板进行坚膜；步骤(4)以光刻胶为掩蔽层，采用干法刻蚀将开口区的氮化硅刻蚀完毕，露出下底面的硅表面；步骤(5)以氮化硅为掩蔽层，采用湿法腐蚀将露出的下底面体硅腐蚀完毕，露出二氧化硅表面；步骤(6)在SOI掺杂硅表面的氮化硅膜层上均匀涂覆光刻胶，用双面对准光刻系统确定图形区在湿法腐蚀的棱台面上，并通过光刻获得光刻胶图形；步骤(7)采用干法刻蚀将光刻胶图形传递到SOI的掺杂层和二氧化硅层；步骤(8)将具有纳米开孔的SOI器件置于电铸液里电铸，获得掺杂硅包裹的高深宽比亚波长金属线条；步骤(9)采用干法刻蚀将氮化硅去除，并用氢氟酸溶液去除二氧化硅，完成金属纳米线阵的制备。